DE3901680C3 - Verfahren zur Überwachung der Kaltstartfähigkeit der Starterbatterie eines Verbrennungsmotors und Schaltung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zur Überwachung der Kaltstartfähigkeit der Starterbatterie eines Verbrennungsmotors und Schaltung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung
der Kaltstartfähigkeit der Starterbatterie eines Ver
brennungsmotors, insbesondere Kfz-Bleiakkumulator, gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Schaltung zur Durchführung
des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Aus der DE-PS 33 21 814 ist ein Verfahren bekannt, bei
dem zur Überwachung der Kaltstartfähigkeit einer
Starterbatterie für eine bestimmte Zeit ein konstanter
Meßwiderstand unmittelbar an die Starterbatterie an
geschlossen und als Kenngröße für die Ermittlung ei
ner dem aktuellen Zustand der Starterbatterie entspre
chenden Startgrenztemperatur, bis zu der die
Startfähigkeit jeweils gegeben ist, um einige Sekunden
zeitverzögert die Klemmenspannung der Starterbatterie
bei einem über den Meßwiderstand fließenden Entlade
strom gemessen wird. Nachteilig hieran ist, daß es mit
einem solchen konstanten Meßwiderstand nicht möglich
ist, eine Starterbatterie zur Überwachung ihrer
Kaltstartfähigkeit so zu belasten, wie es der Reali
tät entspräche, in der die Belastung während eines
Startvorgangs vom Zustand des zu startenden Motors
und des elektrischen Anlassers abhängt, also variiert.
So belastet z.B. das Starten eines betriebswarmen
Motors die Starterbatterie weniger als das Starten
eines kalten Motors mit z.B. dickflüssigem Motoröl
nach einer kalten Winternacht. Veränderlich ist die
Belastung aber auch z.B. dadurch, daß die Lagerrei
bung im Motor altersbedingt zunimmt. Solche, die Be
lastung einer Starterbatterie verändernden Einfluß
größen können aber mit dem bekannten Verfahren nicht
erfaßt werden.
Ein weiterer Nachteil ist, daß bei dem bekannten Ver
fahren die Klemmenspannung der Starterbatterie nach
Anschluß des Meßwiderstands an die Starterbatterie
zeitverzögert gemessen wird, d.h. erst nachdem in der
auf diese Weise geschaffenen Belastungssituation sta
bile Zustände eingetreten sind. Dadurch wird aber die
Aussage über die Startfähigkeit der Starterbatterie
relativiert, da es insbesondere auf das Verhalten einer
Starterbatterie zu Beginn eines Startvorgangs ankommt,
da sie in diesem Moment am stärksten beansprucht ist.
Nachteilig ist auch, daß die Starterbatterie zur Fest
stellung ihrer Kaltstartfähigkeit durch das Anschließen
eines Meßwiderstands einer zusätzlichen Belastung
ausgesetzt wird, wodurch unnötig Energie verbraucht
und eine eventuell schon schwache Starterbatterie noch
zusätzlich geschwächt wird. Um diese Belastung auf
ein Mindestmaß zu begrenzen, wird in dem bekannten Ver
fahren die Starterbatterie nur kurz mit dem Meßwiderstand
verbunden, wodurch allerdings auch nur wenige Meßwerte
für die Aussage über die Kaltstartfähigkeit gewonnen wer
den können.
Schließlich ist es umständlich und lästig, daß das be
kannte Verfahren es erforderlich macht, daß zur Fest
stellung der Kaltstartfähigkeit einer Starterbatterie
ein Schalter betätigt werden muß, um die Starterbatte
rie mit dem Meßwiderstand zu verbinden und daß erst nach einer
kurzen Wartezeit die Information über die Kaltstartfähig
keit angezeigt wird. Dazu kommt, daß das Betätigen des
Schalters, z.B. am Ende einer Autofahrt, sicherlich oft
vergessen wird, so daß das bekannte Verfahren deshalb sei
nen Zweck, rechtzeitig vor einem drohenden Ausfall einer
Starterbatterie zu warnen, nur bedingt erfüllen kann.
Aus der DE-OS 35 16 498 ist ein Verfahren zur Bestimmung
der Qualität einer Batterie bekannt, welche zur Notstrom
versorgung dient und deshalb ständig aufgeladen ist. Unter
Qulität wird dabei im wesentlichen der Alterungszustand
verstanden. Um eine Aussage über die Qualität der Batterie
zu gewinnen, wird diese über einen regelbaren Widerstand
mit einem konstanten Strom belastet und über einen so lan
gen Zeitraum teilentladen, daß eine sich allmählich auf
bauende Polarisationsspannung beobachtet und mit der be
kannten Polarisationsspannung einer neuen Batterie ver
glichen werden kann. Dieses Verfahren hat die selben Nach
teile wie das Verfahren, das aus der DE-PS 33 21 814 be
kannt ist; hinzu kommt, daß durch die lange Dauer der Mes
sung die Anwendung im Kraftfahrzeug praktisch ausgeschlos
sen ist und daß unterschiedliche Ladezustände der Batterie,
die im Kraftfahrzeug üblich sind, die Polarisationsspannung
beeinflussen und die Messung der Polarisationsspannung al
lein kein geeignetes Mittel wäre, um eine Aussage darüber
zu gewinnen, ob die Starterbatterie unter vorgegebenen
Bedingungen noch in der Lage wäre, den Motor zu starten.
Aus der DE-PS 29 13 900 sind ein Verfahren und eine
Schaltung bekannt, um ungewöhnliche Absenkungen der Klemm
spannung einer Batterie durch zu starken Laststrom infolge
einer Störung im Lastkreis festzustellen und anzuzeigen.
Dabei geht es jedoch nicht um eine Aussage über die Lei
stungsfähigkeit der Batterie. Die Schaltungsanordnung zur
Durchführung des bekannten Verfahrens enthält einen Analog-
Digital-Wandler, dem zwei zu messende Spannungswerte sowie
ein Temperaturmeßwert zugeführt werden, einen Mikroprozessor
mit zwei Speichern, welcher die Meßwerte auswertet und ein
Warngerät, welches vom Mikroprozessor angesteuert wird.
Diese Schaltungsanordnung macht lediglich eine Aussage
darüber, ob die aktuelle Strombelastung zulässig oder unzu
lässig hoch ist.
Aus der DE 30 37 195 C2 ist es bekannt, in Kraftfahrzeugen
den während des Startvorgangs eintretenden
Spannungsabfall an der Starterbatterie festzustellen
und bei Überschreiten eines Schwellwertes einen Zeitschalter
zu betätigen, der sicherstellt, daß der
Motor eine vorgegebene Mindestzeit läuft, um die
Batterie nachzuladen. Eine zuverlässige Aussage über
den Zustand der Batterie wird dabei im allgemeinen
nicht gemacht, denn wenn der Motor nach dem Starten
mindestens so lange läuft, wie es der Zeitschalter vorsieht,
z. B. 15 min., dann merkt der Fahrer überhaupt
nicht, daß der Zeitschalter wegen schwacher Batterie
betätigt wurde. Andererseits ist ein Nachlaufen des
Motors bei stehendem Fahrzeug lästig und aus Gründen
der Lärm- und Abgasbelastung unerwünscht. Hinzu kommt,
daß allein aus einem Spannungsabfall der Batterie nur
ein grobes Kriterium über den Zustand der Batterie erhalten
wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen,
das die vorgenannten Nachteile vermeidet, indem es zur Über
wachung der Kaltstartfähigkeit einer Starterbatterie die
diese Fähigkeit beeinträchtigenden Einflußgrößen jederzeit in
ihrer aktuellen Größenordnung berücksichtigt und zu seiner
Anwendung keinen zusätzlichen Bedienungsaufwand erfordert.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 sowie durch eine Schaltung mit den
Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs 10
gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind
Gegenstand der Unteransprüche.
Dadurch, daß zur Überwachung der Kaltstartfähigkeit
einer Starterbatterie der zeitliche Verlauf des
Spannungsabfalls an den Anschlußklemmen des
elektrischen Anlassers während des Startvorgangs
beobachtet und ausgewertet wird, ergeben sich folgen
de Vorteile:
- - jeder Startvorgang führt automatisch zu der Fest stellung, ob die Kaltstartfähigkeit der Starter batterie aufgrund ihres jeweils aktuellen Zustandes noch gegeben ist, also ohne daß hierzu ein extra Schalter be tätigt werden müßte und ohne daß die Starterbatterie hierdurch zusätzlich belastet würde,
- - jede Feststellung der Kaltstartfähigkeit der Starter batterie erfolgt günstigerweise durch eine Belastung mit dem diesbezüglich größtmöglichen Stromverbrau cher und unter Berücksichtigung des jeweils aktuellen, die Belastung der Starterbatterie beeinflussenden Zu standes des zu startenden Motors und des elektrischen Anlassers, d.h. immer in Abhängigkeit von den tat sächlichen, aktuellen Belastungseinflüssen der Starterbatterie, so daß die jeweilige Feststellung sehr zuverlässig ist,
- - vielfältige, sich durch den Grad ihrer Aussagesicher heit unterscheidende Auswertungsmöglichkeiten zur Feststellung der Kaltstartfähigkeit der Starter batterie,
- - Möglichkeit, insbesondere das Verhalten der Starter batterie zu Beginn des Startvorgangs, also zum Zeitpunkt der größten Belastung während eines Start vorgangs, zur Feststellung der Kaltstartfähigkeit auszuwerten,
- - Wegfall von Installationsaufwand, da kein separater Betätigungsschalter zum Auslösen des Verfahrens be nötigt wird.
Eine Feststellung ob die Startfähigkeit
einer Starterbatterie gemäß ihrem aktuellen Zustand
auch noch bei einer bestimmten tiefen Temperatur
gegeben ist bzw. bis zu welcher tiefen Temperatur
dies der Fall ist kann man
vorzugsweise dadurch erhalten, daß gemäß Anspruch 4
bei jedem Startvorgang auch die Temperatur der Starter
batterie gemessen wird, so daß daraus und aus dem
zeitlichen Verlauf des Spannungsabfalls durch Berech
nung und Vergleich mit Erfahrungswerten, die ange
ben, wie sich die Startfähigkeit einer Starterbatterie
mit der Temperatur ändert, eine temperaturbezogene
Feststellung erfolgen kann.
Erfindungsgemäß wird der zeitliche Verlauf des Spannungsab
falls auf eine darin enthaltene Periodizität unter
sucht und diese ausgewertet. Eine solche Periodizität
entsteht durch die aufeinanderfolgenden Verdichtungs
takte der einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors,
die zu einer rhythmischen Belastungszu- und -abnahme der
Starterbatterie führen, was sich in einem wellenförmi
gen Verlauf des Spannungsabfalls während des Start
vorgangs widerspiegelt. Die Auswertung der Periodizi
tät hat den Vorteil, daß daraus auf die während des
Startvorgangs erzielte Drehzahl des Verbrennungsmo
tors geschlossen werden kann, was die Aussagesicher
heit bezüglich der Kaltstartfähigkeit einer Starter
batterie weiter verbessert, da auf diese Weise das
Belastungsverhalten der Starterbatterie während des
gesamten Startvorgangs berücksichtigt werden kann.
Eine einfache Auswertung der Periodizität erfolgt
gemäß Anspruch 2 dahingehend, festzustellen, ob in der
Frequenz des gemessenen Spannungsabfalls eine Tendenz
enthalten ist. So würde eine während eines Startvor
gangs festzustellende Frequenzerhöhung besagen, daß
sich der Motor im Verlauf des Starvorgangs zunehmend
schneller dreht, was auf einen guten Zustand mit
entsprechender Kaltstartfähigkeit der Starterbatte
rie schließen läßt. Nimmt dagegen die Frequenz des
Spannungsabfalls während des Startvorgangs ab, so
ist aufgrund eines schlechten Zustandes der Starter
batterie eine Kaltstartfähigkeit nicht mehr gegeben.
Mit Vorteil kann die Auswertung der Periodizität im
zeitlichen Verlauf des Spannungsabfalls auch unter
Berücksichtigung der während des Startvorgangs an der
Batterie gemessenen Temperatur erfolgen, so daß z.B.
gemäß Anspruch 5 mittels einer Kennlinie, die
angibt, wie sich die bei einer vorgegebenen tiefen
Temperatur erforderliche niedrigste Frequenz, bei der
die Startfähigkeit noch gegeben ist, mit zunehmender
Temperatur erhöht, festgestellt werden kann, ob die
zu der gemessenen Temperatur gehörende Frequenz der
bei einer vorgegebenen tiefen Temperatur erforderli
chen niedrigsten Frequenz entspricht, so daß die Start
fähigkeit einer Starterbatterie bis zu dieser tiefen
Temperatur noch gegeben ist.
Anstelle der Kennlinie, die, ausgehend von einer
bestimmten tiefen Temperatur und der dafür erforder
lich niedrigsten Frequenz, die Entwicklung dieser
niedrigsten Frequenz bei zunehmender Temperatur wider
spiegelt, kann gemäß Anspruch 6 auch eine Kennlinie
verwendet werden, die angibt, wie sich die Frequenz
mit sinkender Temperatur erniedrigen darf, so daß
durch Extrapolation der bei einer aktuellen Tempera
tur gemessenen Frequenz die Temperatur ermittelt
werden kann, die zu einer vorgegebenen niedrigen
Frequenz gehört.
Mit Vorteil können die vorstehend angeführten Verfah
ren zur Feststellung der Kaltstartfähigkeit einer
Starterbatterie so ergänzt werden, daß gemäß An
spruch 7 zusätzlich bei laufendem Verbrennungsmotor
ständig die Ladespannung beobachtet und hinsicht
lich des Über- oder Unterschreitens vorgegebener
Grenzwerte überwacht wird, so daß auf diese Weise
auch ein Defekt im Regler der Lichtmaschine erkannt
werden kann.
Gemäß Anspruch 8 können die vorstehend angegebenen
Verfahren zur Feststellung der Kaltstartfähigkeit
einer Starterbatterie dahingehend ergänzt werden, daß
die jeweils aktuell während eines Startvorgangs er
mittelten
Werte zur Feststellung der Kaltstartfähigkeit
mit den entsprechenden Vergangenheitswerten vergli
chen werden, um Veränderungen in diesen Werten im
Lauf der Zeit feststellen zu können und durch eine
Trendbestimmung zusätzliche Informationen z.B. über
den Alterungsprozeß der Starterbatterie zu erhalten.
Mit Hilfe solcher Informationen können vorteilhaft
die Kennlinien, die dazu dienen, festzustellen, ob
die Kaltstartfähigkeit einer Starterbatterie noch ge
geben ist, dem jeweils aktuellen Alterungszustand
der Starterbatterie angepaßt werden, so daß ein das
erfindungsgemäße Verfahren nutzendes Überwachungsge
rät lernfähig sein würde.
Mit Vorteil kann gemäß Anspruch 9 für den Fall, daß
die Auswertungskenngröße den zugehörigen Grenzwert
annimmt oder überschreitet, durch Blinken mit der
Ladekontroll-Leuchte ein optisches Warnsignal gegeben
werden, so daß auf notwendige Maßnahmen zu Verbesse
rung der Kaltstartfähigkeit der Starterbatterie auf
merksam gemacht wird.
Die Weiterbildung nach Anspruch 11 hat den Vorteil,
daß die Konstantspannungsquelle schwächer ausgelegt
werden kann, wenn die Versorgungsspannung des Mikro
prozessors nicht konstant ist, sondern bis zu einer
bestimmten Größenordnung schwanken und er damit auch
von einem Spannungsregler versorgt werden kann.
Die Konstantspannungsquelle würde in diesem Falle nur
zur Erzeugung eines Spannungsreferenzsignals für den
Analog -Digital-Wandler benötigt und könnte eben
falls von dem Spannungsregler gespeist werden.
Vorzugsweise versorgt die Konstantspannungsquelle ge
mäß Anspruch 12 auch den Schaltkreis zur Speisung des
Widerstandsthermometers, sofern dieses eine Spannung
von vorgegebener Größe erfordert, die der Spannung
des Referenzsignals für den Analog-Digital-Wandler
entspricht.
Die Weiterbildung nach Anspruch 13 hat den Vorteil,
daß in den EEPROM die jeweils aktuell aus dem zeitli
chen Verlauf des Spannungsabfalls während eines Start
vorgangs ermittelten Werte zur Feststellung, ob die
Kaltstartfähigkeit der Starterbatterie noch gegeben ist,
zwischengespeichert werden können. Dazu ist der
EEPROM eingangsseitig mit der Auswerteschaltung und der
Eingang der Auswertschaltung mit dem Ausgang des
Analog-Digital-Wandlers verbunden. Die zwischenge
speicherten Werte stehen für eine weitere Auswertung
zur Verfügung, z.B. für eine periodische Trendbestim
mung zur Feststellung des aktuellen Alterungszustan
des einer Starterbatterie; entsprechend dem Alterungs
zustand können die für die Ermittlung der Kaltstartfähig
keit gespeicherten Kennlinien gegebenenfalls ange
paßt werden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der
Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrie
ben.
Fig. 1 zeigt einen Übersichts-Schaltplan mit den
zur Durchführung der Verfahren zur Über
wachung der Kaltstartfähigkeit der Starter
batterie und der Funktion des Lichtmaschinen
reglers zusammenwirkenden Bauteilen eines
Fahrzeugs,
Fig. 2 zeigt ein Blockschaltbild einer Schaltung
zur Durchführung der Verfahren zur Über
wachung der Kaltstartfähigkeit der Starter
batterie und der Funktion des Lichtmaschinen
reglers und
Fig. 3 zeigt einen zeitlichen Verlauf eines Spannungs
abfalls während eines Startvorgangs.
Die in Fig. 1 dargestellte Starterbatterie 1 ist
mit ihrem Pluspol mit dem Bordnetz 2 verbunden.
Nach Schließen des Starterschalters 3 fließt über
den elektrischen Anlasser 4 ein Strom, der den Anker
des Anlassers 4 in Drehung versetzt und damit den
Verbrennungsmotor 5 dreht. Der dabei durch den An
lasser 4 fließende Strom verursacht einen Abfall der
Spannung der Starterbatterie 1. Über eine Verbindungs
leitung 7 wird jeder durch einen Startvorgang verur
sachte Spannungsabfall von einem Gerät 6 mit einer
Schaltung zur Beobachtung und Auswertung sowohl des
Spannungsabfalls unter Berücksichtigung der Temperatur
der Starterbatterie als auch der Ladespannung aus
dem Bordnetz 2 abgegriffen. Über einen Anschlußpunkt 9
und eine Verbindungsleitung 10 ist das Gerät 6 mit einem
elektrischen Widerstandsthermometer 11 verbunden,
das die Temperatur der Starterbatterie 1 zum Zeitpunkt
eines jeden Startvorgangs mißt. Über eine Anschluß
klemme 12 ist das Gerät 6 mit einer Ladekontroll
leuchte 13 verbunden, um für den Fall, daß bei einer
bestimmten Temperatur die Kaltstartfähigkeit der
Starterbatterie 1 nicht mehr gegeben ist oder daß die
Ladespannung einen vorgegebenen Grenzwert über-
oder unterschreitet, ein optisches Warnsignal anzu
zeigen. Eine Ausgangsklemme 19 (D+) des Reglers 15
ist durch eine Leitung 18 mit einem digitalen Eingang
17 der Auswerteschaltung 6 verbunden. Ist das Signal
am digitalen Eingang 17 aktiv, dann schaltet die
Auswerteschaltung 6 die Ladekontrolleuchte 13
auf Dauer-EIN. Stellt die Auswerteschaltung 6 fest,
daß die Batterie bei tiefer Temperatur nicht mehr
startfähig wäre, wird die Ladekontrolleuchte 13 hin
gegen auf Blinken geschaltet.
Die Anzeige durch die Ladekontrolleuchte 13 kann durch
ein Display 14 ergänzt oder ersetzt werden. Auf dem
Display 14 kann man z.B. die Startfähigkeit auf einer
von 0 bis 100% reichenden Skala oder die minimale
Starttemperatur sowie eine Fehlfunktion des Reglers 15
oder der Lichtmaschine 16 anzeigen.
Der in dem Blockschaltbild gemäß Fig. 2 enthaltene
Mikroprozessor 20 hat einen analogen Eingang 21 zum
Anschluß des elektrischen Widerstandsthermometers 11,
einen weiteren analogen Eingang 22 zum ständigen Ab
griff des Spannungsabfalls im Bordnetz 2 während eines
Startvorgangs und einen digitalen Eingang 23 zur Ein
speisung des an der Klemme 19 des Reglers 15 abge
griffenen Schaltsignals. Die über die analogen Eingän
ge 21 und 22 in den Mikroprozessor 20 eingespeisten
analogen Temperatur- und Spannungssignale werden in
dem in dem Mikroprozessor 20 integrierten Analog
Digital-Wandler 24 für die Auswertung durch eine
integrierte Auswerteschaltung 25 digitalisiert, die
aus diesen Signalen ein Zustandssignal, welches eine
Information über die Kaltstartfähigkeit der Starter
batterie beinhaltet, an einen Ausgang 26 zur Anzeige
eines optischen Warnsignals mittels der Ladekontroll-
Leuchte 13 übermittelt. Für die Auswertung der digi
talisierten Eingangssignale hat die Auswerteschaltung 25
Zugriff auf einen Festwertspeicher (ROM) 27, in dem die
für die Durchführung eines bestimmten Auswertever
fahrens notwendigen Vergleichswerte sowie Grenzwerte oder
Kennlinienwerte abgespeichert sind. Desweiteren hat
die Auswerteschaltung 25 Zugriff auf einen nicht
flüchtigen Schreib-Lese-Speicher 28 (EEPROM), um je
weils aktuelle Werte der Auswertungsgrößen abspei
chern zu können für eine gegebenenfalls notwendige
Anpassung der Kennlinien an den Alterungsprozeß der
Starterbatterie. Ein mit dem Bordnetz 2 verbundener
Spannungsregler 29 liefert die notwendige Betriebs
spannung für den Mikroprozessor 20. Der Spannungsreg
ler 28 speist
eine Konstantspannungsquelle 30, die mit
einem weiteren Analogeingang 31 des Analog-Digital-
Wandlers 24 zur Einspeisung eines Spannungsreferenz
signals verbunden ist. Die Konstantspannungsquelle 30
ist weiterhin mit einem Schaltkreis 32 zur Speisung
des Widerstandsthermometers 11 mit einer vorgegebenen
Spannung verbunden.
Der in Fig. 3 beispielhaft dargestellte zeitliche
Verlauf US(t) eines Spannungsabfalls während eines
Startvorgang zeigt, wie die Leerlaufspannung Uo bei
geringer bzw. keiner Belastung der Starterbatterie
mit Beginn des Startvorgangs zum Zeitpunkt t1 im
weiteren Verlauf des Startvorgangs bis auf einen mini
malen Spannungswert US 2 aufgrund der Belastung
durch einen Verdichtungstakt eines der Zylinder des
Verbrennungsmotors absinkt, danach kurzfristig sich
auf den maximalen Spannungswert US 1 erholt, daraufhin
durch den nächsten Verdichtungstakt eines weiteren
Zylinders wieder auf die minimale Spannung US 2 ab
sinkt, sich wieder auf den Spannungswert US 1 erholt,
erneut durch eine weitere Belastung mit einem Ver
dichtungstakt auf US 2 absinkt und wie dann nach
Zünden des Motors und Ende des Startvorgangs zum Zeit
punkt t2 bei laufendem Motor die Leerlaufspannung Uo
der Starterbatterie überschritten wird und bis auf
den Wert UL der Ladespannung der Lichtmaschine
bei funktionierendem Regler anwächst.
Zur Überwachung der Reglerfunktion können zwei La
despannungs-Grenzwerte ULmax bzw. ULmin benutzt
werden, deren Über- bzw. Unterschreiten ein Anzeichen
für einen Defekt des Reglers sein können und zur Anzeige
eines entsprechenden Warnsignals benutzt werden
können.
Aus der Dauer Ts der Periode des Spannungsabfalls
während des Startvorgangs kann auf die Motordrehzahl
Nm nach der Umrechnungsformel = x · Ts
umgerechnet werden, wobei x = konst.
Claims (13)
1. Verfahren zur Überwachung der Kaltstartfähigkeit der
Starterbatterie eines Verbrennungsmotors, insbeson
dere Kfz-Bleiakkumulator, bei dem die Starterbatterie
zeitweise mit einem elektrischen Widerstand belastet und
die an dem Widerstand abfallende Spannung gemessen und da
raus durch Vergleich mit Erfahrungswerten festgestellt
wird, ob die Kaltstartfähigkeit der Starterbatterie noch
gegeben ist,
dadurch gekennzeichnet, daß man
zur Belastung der Starterbatterie
den elektrischen Anlasser
betätigt und eine Periodizität des zeitlichen Verlaufs des beim Anlassen an den An
schlußklemmen des Anlassers auftretenden Spannungsabfalls
beobachtet und auswertet.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Periodizität
im Hinblick auf eine während des Startvorgangs
beobachtete Tendenz der Frequenz des Spannungsab
falls ausgewertet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß festgestellt wird,
ob die Frequenz während des Startvorgangs zu- oder
abnimmt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß auch die Temperatur
der Batterie gemessen wird und daraus und aus dem Verlauf
des Spannungsabfalls durch Berechnung und Vergleich mit
Erfahrungswerten, die angeben, wie sich die Start
fähigkeit der Batterie mit der Temperatur ändert, fest
gestellt wird, ob bei einer bestimmten tieferen Tempera
tur oder bis zu welcher tieferen Temperatur die Start
fähigkeit der Batterie noch gegeben ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Feststellen, ob
bei einer bestimmten tiefen Temperatur die Startfähig
keit der Batterie noch gegeben ist, die bei der augen
blicklichen Temperatur gemessene Frequenz verglichen
wird mit einer für dieselbe Temperatur geltenden Fre
quenz, die aus einer aus Erfahrungswerten gebildeten
Kennlinie entnommen wird, welche angibt, wie sich die
niedrigste Frequenz, bei welcher bei der vorgegebenen
tiefen Temperatur die Startfähigkeit noch gegeben ist,
mit zunehmender Temperatur erhöht.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, daß zum Feststellen,
bis zu welcher tiefen Temperatur die Batterie noch
startfähig ist, mit Hilfe einer aus Erfahrungswerten
gewonnenen Kennlinie, welche angibt, wie sich die
Frequenz mit sinkender Temperatur erniedrigt,
aus der aktuellen Temperatur und der bei ihr bestimm
ten Frequenz durch Extrapolation die Temperatur er
mittelt wird, die zu einer vorgebenen, niedrigeren
Frequenz gehört, bei der die Batterie erfahrungsge
mäß gerade noch startfähig ist.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich bei lau
fendem Motor die Ladespannung beobachtet und hin
sichtlich des Überschreitens bzw. Unterschreitens
vorgegebener Grenzwerte überwacht wird.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die zeitliche Änderung
der Startfähigkeit der Batterie beobachtet wird, indem
die aktuelle Aussage über die Startfähigkeit gespeichert
und mit früheren Aussagen über die Startfähigkeit ver
glichen wird.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, daß
eine Auswertungskenngröße bei einer bestimmten Tempera
tur den zugehörigen Grenzwert annimmt oder überschreitet,
durch Blinken der Ladekontroll-Leuchte (13) ein Warn
signal gegeben wird.
10. Schaltung zur Durchführung des Verfahrens nach ei
nem der vorstehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch:
- - einen Mikroprozessor (20) mit einem analogen Ein gang (21) zum Anschluß eines elektrischen Widerstandsthermo meters (11), mit einem weiteren analogen Eingang (22) zur Verbindung mit den Klemmen der Starterbatterie (1) oder des Anlassers (4), mit einem integrierten Analog- Digital-Wandler (24) für die analogen Eingangssignale, mit einem digitalen Eingang (23) zur Verbindung mit dem Schaltausgang (19) des Reglers (15) der Lichtmaschine (16), mit einer integrierten Auswertschaltung (25), der die digitalen Ausgangssignale des Analog-Digital-Wand lers (24) und des Reglers (15) zugeführt werden und die nach einem vorgegebenen Auswerteprogramm aus diesen Si gnalen ein Zustandssignal, welches eine Information über die Kaltstartfähigkeit der Starterbatterie und über die Ladespannung beinhaltet, an einen Ausgang (26) des Mik roprozessors (20) übermittelt, der mit der Ladekontroll- Leuchte des Fahrzeugs verbunden ist und mit einem Fest wertspeicher (27), der in Zugriffsverbindung mit der Auswerteschaltung (25) steht,
- - einen Schaltkreis (32) zur Speisung des Widerstandsther mometers (11) mit einer Spannung oder einem Strom von vorgegebener Stärke,
- - und eine Konstantspannungsquelle (30) zur Versorgung des Mikroprozessors (20), welche mit einem weiteren Analog eingang (31) seines Analog-Digital-Wandlers (24) verbun den ist.
11. Schaltung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur
Konstantspannungsquelle (30) ein Spannungsregler (29)
für die Versorgungsspannung des Mikroprozessors (20)
und der Konstantspannungsquelle (30) vorgesehen ist.
12. Schaltung nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsthermo
meter (11) von der Konstantspannungsquelle (30) ge
speist wird.
13. Schaltung nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (20)
einen nichtflüchtigen Schreib-Lese-Speicher (EEPROM) (28)
aufweist, der eingangsseitig mit der Auswerteschaltung
(25) verbunden ist.
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